La sonda Einstein Probe, llesta per monitorar el cel en raigs X
- Les primeres imatges d’Einstein Probe il·lustren el potencial del satèl·lit i mostren que la seva nova òptica, que imita els ulls d’una llagosta, està llesta per a monitorar el cel en raigs X
- El telescopi espacial de raigs X ha capturat de prop alguns objectes celestes coneguts, una mostra del que és capaç de fer la missió
- L’IEEC i l’Institut de Ciències de l’Espai estan molt implicats en la missió a través de la participació de la investigadora Nanda Rea en el seu comitè de gestió científica
Llegenda: Una imatge del romanent de supernova Puppis A en raigs X, presa com a part de la campanya de prova i calibratge de la sonda Einstein. Puppis A és el romanent d’una explosió de supernova que va ocórrer fa 4000 anys. El punt brillant en el centre és l’estrella romanent. L’estructura en forma de núvol que l’envolta prové del material calent generat i expulsat durant la supernova. El Follow-up X-ray Telescope (FXT) de la sonda Einstein Probe va capturar aquesta imatge. FXT també va lliurar un espectre de la font que rastreja la distribució d’energia de la seva llum. Això permet a l’equip descobrir quins són els elements presents en aquest romanent de supernova.
Crèdits: Acadèmia Xinesa de Ciències.
Llançada el 9 de gener de 2024, la sonda Einstein de l’Acadèmia Xinesa de les Ciències (CAS, per les seves sigles en anglès) s’uneix als telescopis XMM-Newton de l’Agència Espacial Europea (ESA) i al XRISM de JAXA en la seva cerca per descobrir l’univers en raigs X. La missió és una col·laboració liderada per CAS amb l’ESA, l’Institut Max Planck de Física Extraterrestre (MPE), Alemanya, i el Centre Nacional d’Estudis Espacials (CNES), França.
En els mesos transcorreguts des de l’enlairament, l’equip d’operacions de la missió ha estat realitzant les proves necessàries per confirmar la funcionalitat de la sonda i calibrant els instruments científics. Durant aquesta fase crucial, la sonda Einstein Probe va capturar dades científiques de diverses fonts de raigs X.
Aquestes imatges de primera llum demostren l’extraordinària capacitat dels dos instruments científics de la sonda Einstein Probe. El Wide-field X-ray Telescope (WXT) pot observar un panorama de gairebé una onzena part de l’esfera celeste en una sola instantània, mentre que l’FXT, més sensible, ofereix primers plans i pot localitzar imatges d’esdeveniments efímers captats pel telescopi WXT.
«Estic encantada de veure les primeres observacions de la sonda Einstein Probe, que mostren la capacitat de la missió per estudiar àmplies extensions del cel en raigs X i descobrir ràpidament noves fonts celestes», afirma la professora Carole Mundell, directora de Ciència de l’ESA. «Aquestes primeres dades ens donen una visió prometedora de l’univers dinàmic d’alta energia que aviat estarà a l’abast de les nostres comunitats científiques. Felicitacions als equips de ciència i enginyeria de CAS, MPE, CNES i ESA pel seu dur treball per aconseguir aquesta important fita».
La capacitat de la missió per detectar ràpidament noves fonts de raigs X i monitorar com canvien amb el temps és fonamental per millorar la nostra comprensió dels processos més energètics del cosmos. Forts raigs X travessen l’univers quan les estrelles de neutrons col·lideixen, les supernoves exploten i la matèria és devorada per forats negres o expulsada des dels camps magnètics que els embolcallen.
La professora Nanda Rea, investigadora de l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) a l’Institut de Ciències de l’Espai (ICE-CSIC), és membre de l’equip científic de la sonda Einstein Probe de l’ESA, presidenta del panell temàtic científic sobre objectes compactes (que estudia estrelles de neutrons, forats negres, nans blancs, els seus entorns i poblacions galàctiques), així com part del comitè de gestió científica d’Einstein Probe, que determina la política científica de la missió. A més, els investigadors postdoctorals de l’IEEC a l’ICE-CSIC, el Dr. Francesco Coti Zelati i el Dr. Alessio Marino, també participen com a membres associats del panell temàtic científic sobre objectes compactes.
«La sonda Einstein no sols serà la perfecta ‘caçadora’ de noves fonts transitòries de raigs X sinó que, donat el seu gran camp de visió sense precedents, també permetrà una caracterització sistemàtica de les propietats de raigs X de fonts situades en àrees del cel com mai abans s’havia observat. El potencial per a nous descobriments apassionants és enorme», afirma Francesco Coti Zelati.
Llegenda: Aquesta vista panoràmica de la Via Làctia en raigs X es va prendre com a part de la campanya de calibratge i prova de la sonda Einstein Probe en l’espai. Durant aquesta observació de prova que va durar més d’11 hores, el satèl·lit va detectar diversos objectes celestes que generen raigs X. Cada objecte es captura com una creu violeta a causa de la forma en què funciona la nova òptica d’ull de llagosta de la nau espacial. Les observacions de raigs X es mostren damunt d’una imatge òptica de la Via Làctia creada pels telescopis terrestres de l’Observatori Europeu Austral.
Crèdits: EPSC, NAO/CAS; DSS; ESO.
Monitorant l’univers amb ulls de llagosta
L’instrument WXT d’Einstein Probe consta de dotze mòduls que presenten la nova tecnologia d’ull de llagosta que va ser provada en vol en 2022 pel demostrador tecnològic LEIA (Lobster Eye Imager for Astronomy). Els dotze mòduls proporcionen un camp de visió de més de 3600 graus quadrats, la qual cosa permet a la sonda Einstein Probe monitorar tot el cel nocturn en només tres òrbites.
«Amb la seva ‘vista’ sense precedents, el WXT d’Einstein Probe captarà tot tipus d’explosions còsmiques en el cel mentre vigila les fonts astronòmiques conegudes a la recerca de qualsevol signe inesperat d’activitat. És un punt d’inflexió per a l’astronomia moderna», afegeix Alessio Marino.
Durant els seus primers mesos en l’espai, el WXT va començar a observar el cel en raigs X. Les deteccions d’objectes energètics semblen un signe lluminós a causa de la forma en què funciona la nova òptica d’ull de llagosta de l’instrument. La primera font transitòria de raigs X, un objecte astronòmic que no brilla contínuament sinó que apareix i s’esvaeix novament, va ser descoberta el 19 de febrer. Aquest candidat a esclat de raigs gamma va durar 100 segons. Einstein Probe va descobrir altres 14 fonts temporals de raigs X i també va capturar amb raigs X 127 estrelles fulgurants.
Durant la missió, les troballes de l’instrument d’ampli camp guiaran a diversos telescopis terrestres i espacials per realitzar observacions de seguiment en múltiples bandes de longitud d’ona. També es poden obtenir observacions de seguiment de raigs X utilitzant l’instrument FXT del satèl·lit.
Observacions de seguiment ràpid
L’instrument FXT d’Einstein Probe té un conjunt de dos telescopis de raigs X per a estudis detallats d’objectes i esdeveniments que emeten raigs X. Durant els últims mesos, FXT ha demostrat ser un instrument de confiança per observar una varietat de fonts de raigs X. Les primeres imatges mostren de prop un romanent de supernova, una galàxia el·líptica, un cúmul globular i una nebulosa.
Sorprenentment, l’FXT ja va realitzar una observació de seguiment d’un esdeveniment de raigs X detectat pel WXT el 20 de març de 2024.
«És sorprenent que, encara que els instruments encara no estaven completament calibrats, ja vam poder realitzar una observació de seguiment en un moment crític d’un transitori ràpid de raigs X utilitzant l’instrument FXT, detectat prèviament pel WXT», explica el Dr. Erik Kuulkers, Científic Principal del projecte de la sonda Einstein de l’ESA. «Mostra del que serà capaç la sonda Einstein durant el seu cartografiat».
Què serà el següent?
En els pròxims mesos, la sonda Einstein continuarà realitzant activitats de calibratge en òrbita abans de començar les seves observacions científiques rutinàries a mitjan juny. Durant la missió de tres anys, el satèl·lit orbitarà la Terra a una altitud de 600 km i mantindrà els seus ulls en el cel a la recerca d’esdeveniments transitoris de raigs X. Utilitzant el telescopi de seguiment FXT, la missió observarà més profundament els esdeveniments recentment detectats i altres objectes interessants coneguts.
Llegenda: Omega Centauri és el cúmul més gran de la Via Làctia, amb una massa un milió de vegades la del nostre Sol. Durant els primers mesos d’Einstein Probe en l’espai, les observacions del conegut cúmul van ajudar a provar i calibrar la qualitat de les imatges del satèl·lit. Els sistemes binaris que comprenen una estrella amb un forat negre o una estrella de neutrons generen raigs X quan el material de l’estrella cau sobre la seva companya pesada. Molts d’aquests sistemes consideren que Omega Centauri és la seva llar, la qual cosa el fa brillar intensament amb llum de raigs X. El Follow-Up X-ray Telescope de la Sonda Einstein va observar l’estructura i la regió central del cúmul globular.
Crèdits: Acadèmia Xinesa de les Ciències.
«Ara estem en un moment daurat per revelar la física que governa els objectes transitoris d’alta energia en el cel. Tenir dades privilegiades de la missió Einstein Probe permetrà al nostre grup tenir un fort avantatge en els grans descobriments que esperem en els pròxims anys», afirma Nanda Rea.
La capacitat d’Einstein Probe és altament complementària als estudis en profunditat de fonts còsmiques individuals que permeten els telescopis XMM-Newton i XRISM. El seu estudi és fonamental per preparar les observacions de raigs X de la futura missió NewAthena de l’ESA, actualment en estudi i que serà l’observatori de raigs X més gran mai construït.
Nota de premsa feta en col·laboració amb l’Institut de Ciències de l’Espai.
Contactes
Oficina de Comunicació de l’IEEC
Barcelona, Espanya
Correu electrònic: comunicacio@ieec.cat
Autor Principal a l’IEEC
Barcelona, Espanya
Nanda Rea
Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)
Institut de Ciències de l’Espai (ICE-CSIC)
Correu electrònic: rea@ieec.cat
Sobre l'IEEC
L’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) promou i coordina la recerca i el desenvolupament tecnològic espacial a Catalunya en benefici de la societat. L’IEEC fomenta les col·laboracions tant a nivell local com mundial, i és un eficient agent de transferència de coneixement, innovació i tecnologia. Com a resultat de més de 25 anys de recerca d’alta qualitat, duta a terme en col·laboració amb les principals organitzacions internacionals, l’IEEC es troba entre els millors centres d’investigació internacionals centrats en àrees com: l’astrofísica, la cosmologia, les ciències planetàries i l’observació de la Terra. La divisió d’enginyeria de l’IEEC desenvolupa instrumentació per a projectes terrestres i espacials, i té una àmplia experiència treballant amb organitzacions privades i públiques del sector aeroespacial així com altres sectors d’innovació.
L’IEEC és una fundació del sector públic sense ànim de lucre, fundada el febrer de 1996. Està regit per un Patronat compost per la Generalitat de Catalunya, la Universitat de Barcelona (UB), la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC), i el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). L’IEEC és també un centre CERCA (Centres de Recerca de Catalunya).